Natriumsulfat: Formel, Egenskaper, Struktur, Anvendelser

Natriumsulfat (dinatriumsalt av svovelsyre, dinatriumtetraoxidosulfat, brussulfat, Glauber's salt, thenarditt, mirabilitt) er den uorganiske forbindelsen med formelen Na2S04 og dens relaterte hydrater. Alle former er hvite faste stoffer som er høyoppløselige i vann.

Det regnes som en av de viktigste kjemiske produktene som markedsføres. Dens verdensomspennende produksjon (nesten utelukkende i form av decahydrate) utgjør ca. 6 millioner tonn per år.

Thenardite er det vannfrie natriumsulfatmineralet som produseres i tørre fordampningsmiljøer, i tørrgrotter, i gammel gruveoperasjoner som utløp, og som et innskudd rundt fumaroler.

Det ble først beskrevet i 1825 i Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Madrid, Spania) og ble kalt Thenardita til ære for den franske kjemikeren Louis Jacques Thénard (1777-1826).

Den nederlandske / tyske kjemikeren og apotekeren Johann Rudolf Glauber (1604-1670) oppdaget i 1625, i en østerriksk vår vann, natriumsulfatdekahydratet (senere kjent som Glauber's salt). Han kalte det mirabilis salt (mirakuløst salt), på grunn av dets medisinske egenskaper.

Mellom 1650 og 1660 begynte Glauber å produsere natriumsulfat fra vanlig salt (NaCl) og konsentrert svovelsyre. Denne prosessen regnes som begynnelsen på kjemisk industri.

Krystallene ble brukt som avføringsmiddel til 20. århundre.

I det attende århundre begynte reaksjonen av Glaubers salt med kaliumkarbonat (kaliumkarbonat) å brukes i industriell produksjon av soda (natriumkarbonat).

Det brukes for tiden hovedsakelig for fremstilling av vaskemidler og i Kraft-prosessen for produksjon av papirmasse (den dominerende metoden i papirproduksjon).

Natriumsulfatmineralavsetninger finnes i USA, Canada, Spania, Italia, Tyrkia, Romania, Mexico, Botswana, Kina, Egypt, Mongolia og Sør-Afrika.

De viktigste produsentene er Kina (provinsene Jiangsu og Sichuan), etterfulgt av Spania, der det største glauberittinnlegget i verden ligger (i Cerezo de Río Tirón, Burgos).

Den totale verdensproduksjonen av naturlig natriumsulfat anslås til rundt 8 millioner tonn, og det oppnås som et biprodukt av andre industrielle prosesser mellom 2 og 4 Mt.

I Spania, ifølge informasjon publisert i National Inventory of Sodium Sulphate Resources og andre oppdaterte data, estimerte lagre av natriumsulfat mineraler i størrelsesorden 730 Mt katalogisert som "reserver" og 300 Mt mer katalogisert som "andre ressurser" .

I EU er Spania for tiden det eneste landet med malmer av natriumsulfat (hovedsakelig av Thenardite, Glauberite og Mirabilite).

Det er for tiden en generell nedgang i etterspørselen etter natriumsulfat i tekstilsektoren.

I de senere år har andre sektorer som vaskemidler opplevd noe vekst, i enkelte regioner, på grunn av deres lave pris som råvare.

De største ekspanderende markedene for natriumsulfat vaskemidler finnes i Asia, Mellom-Amerika og Sør-Amerika.

formler

2D struktur

3D-struktur

funksjoner

Fysiske og kjemiske egenskaper

Natriumsulfat tilhører den reaktive gruppen av natriumforbindelser og tilhører også gruppen av sulfater, hydrogensulfater og disulfater.

brennbar

Det er et ikke-brennbart stoff. Det er ingen risiko for eksplosjon av pulverene.

reaktivitet

Natriumsulfat er meget løselig i vann og hygroskopisk. Den er veldig stabil, og er ikke-reaktiv mot de fleste oksiderende eller reduksjonsmidler ved normale temperaturer. Ved høye temperaturer kan den omdannes til natriumsulfid ved karbotermisk reduksjon.

Kjemisk ikke-reaktive stoffer regnes som ikke-reaktive under typiske miljøforhold (selv om de kan reagere under forholdsvis ekstreme forhold eller i katalyse). De er motstandsdyktige mot oksidasjon og reduksjon (unntatt i ekstreme forhold).

Farlige kjemiske reaksjoner

Når aluminium smeltes sammen med natrium eller kaliumsulfat, oppstår en voldsom eksplosjon.

toksisitet

Kjemisk ikke-reaktive stoffer anses å være giftfri (selv om gassformige stoffer i denne gruppen kan fungere som asphyxiants).

Selv om natriumsulfat generelt betraktes som giftfritt, må det håndteres med forsiktighet. Pulveret kan forårsake astma eller midlertidig øyeirritasjon. Denne risikoen kan unngås ved bruk av øyevern og en papirmaske.

søknader

Dens viktigste applikasjoner er i produksjonen av:

vaskemiddelpulver.
papirmasse
tekstiler.
glass.
syntese av enzymer (vinfremstilling).
menneskelig og dyr mat.
apotek produkter.
grunnleggende kjemi generelt.
stålprosesser.
Vaskemiddelpulver

Natriumsulfat er et veldig billig materiale. Dens største bruk er som fyllstoff i husholdningspulverte vaskemidler, som bruker ca. 50% av verdensproduksjonen. De nye kompakte eller flytende vaskemidler inkluderer ikke natriumsulfat, så denne bruken avtar.

En annen bruk av natriumsulfat som avtar i betydning, spesielt i USA. og Canada, er i Kraft prosessen for produksjon av trepulp. Fremskritt i termisk effektivitet av prosessen reduserte behovet for natriumsulfat drastisk.

Glassindustrien gir en annen viktig anvendelse for natriumsulfat. Det er den nest største applikasjonen i Europa. Natriumsulfat brukes til å eliminere små luftbobler fra smeltet glass.

I Japan er den største anvendelsen av natriumsulfat i fremstillingen av tekstiler. Natriumsulfat hjelper fargene til å trenge jevnt inn i fibrene og korroderer ikke de rustfrie stålbeholdere som brukes i farging (i motsetning til natriumklorid, som er den alternative metoden).

Natriumsulfat er spesielt egnet for oppbevaring av lavkvalitets solvarme (for senere utgivelse i varmeapplikasjoner) på grunn av sin høye varmelagringskapasitet i løpet av faseovergangen fra fast til flytende, som er gitt ved 32 ° C .

For kjøleanvendelser reduserer en blanding med natriumklorid (NaCl) vanlig salt smeltepunktet til 18 ° C.

I laboratoriet brukes vannfritt natriumsulfat mye som et inert tørkemiddel for å fjerne spor av vann fra organiske løsninger. Virkningen er langsommere enn magnesiumsulfat, men den kan brukes med en rekke materialer siden det er kjemisk ganske inert.

Natriumsulfatdekahydrat (Glauber's salt) ble historisk brukt som avføringsmiddel. Det er effektivt for eliminering av visse stoffer som acetaminophen (acetaminophen) fra kroppen etter en overdose.

Andre anvendelser for natriumsulfat inkluderer bruk som additiv ved fremstilling av teppefriske, som tilsetningsstoff i storfe, og ved fremstilling av stivelse.

Kliniske effekter

For sine terapeutiske anvendelser hører natriumsulfat til kategorien saltvann og katartiske avføringsmidler som brukes til behandling av forstoppelse.

Saline cathartics er salter som beholder væsker i tarmene ved den osmotiske virkningen av det ikke absorberte salt, noe som gir en økning i peristaltikk indirekte.

Saline cathartics er dårlig absorbert av mage-tarmkanalen, derfor er systemisk toksisitet usannsynlig med mindre store mengder er blitt inntatt. Store eksponeringer kan imidlertid forårsake dehydrering og elektrolyttendringer som er sekundære for den osmotiske effekten av forbindelsen.

Kronisk laxerende overgrep kan forekomme hos pasienter med spiseforstyrrelser, Munchausen syndrom eller voldsomme lidelser. Generelt opplever pasienter kvalme, oppkast og diaré i forbindelse med kramper i magen. Alvorlige effekter kan inkludere dehydrering, hypotensjon, hypernatremi og elektrolytabnormaliteter.

Sikkerhet og risiko

Fareuttalelser av det globalt harmoniserte systemet for klassifisering og merking av kjemiske produkter (SGA).

Det globalt harmoniserte systemet for klassifisering og merking av kjemikalier (SGA) er et internasjonalt avtalt system som er opprettet av De forente nasjoner, og som er utformet for å erstatte de ulike klassifikasjons- og merkingsstandardene som brukes i forskjellige land gjennom bruk av konsekvente globale kriterier (FN United, 2015).

Fareklassene (og deres tilhørende kapittel i GHS), klassifikasjons- og merkingsstandardene og anbefalingene for natriumsulfat er som følger (European Chemicals Agency, 2017, United Nations, 2015, PubChem, 2017):